2017-2018学年高二物理鲁科版选修1-1课件+教师用书+练习：第4章 第3节 电能的生产与利用 第4节 电和磁的完美统一 (3份打包)

第3节　电能的生产与利用 第4节　电和磁的完美统一 学　习　目　标 知　识　脉　络 1.知道电能的生产方法，了解生产电能的各种方式．了解电能输送的过程，知道为什么要高压输电．(重点) 2.了解发电机、电动机对能源利用方式、工业发展所起的作用．了解电能的使用对于社会进步、经济发展的贡献． 3.了解历史上超距作用与近距作用之争，知道场是物质存在的形式之一． 4.知道什么是电磁波．了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想，体会其在物理学发展中的意义．(重点、难点) 5.了解赫兹证实电磁波存在的实验，体会实验验证在物理理论发展中的地位和作用. 电 能 的 生 产、输 送、利 用 与 社 会 发 展 1．生产电能的常用方法：利用一次能源产生动力驱动涡轮机(如汽轮机、水轮机等)，涡轮机带动发电机转子转动产生电能，再通过电线将电能输送出去． 2．产生电能的方式：根据使用的一次能源的不同，电能生产可分为火力发电、水力发电、风力发电、核能发电等．另外还有地热能、太阳能、潮汐能等都可以用来发电． 3．输电线路上的能量损失 输电线路上有电阻，有电流通过时会发热，损失能量．损失的电能跟输电线上的电阻成正比，跟电流的二次方成正比． 4．降低输电损耗的两个途径 (1)减小输电线的电阻． (2)减小输电线中的电流，由P＝UI可知，当输送功率一定时，提高电压可以减小输电电流． 5．电能的利用与社会发展 蒸汽机的广泛使用使全社会的生产力得以飞跃发展，引发了第一次产业革命．电能的使用又一次使得全社会的生产力得到了飞跃发展，引发了第二次产业革命，人类社会跨入了电气时代． 1．输电线路存在电阻，就一定会有电能的损耗．(√) 2．减小输电损耗的最好方法是提高输电电压．(√) 目前我国最大的供电工程三峡工程，已经正常运行了，你知道三峡发出来的电是怎么供到千家万户的吗？ 【提示】　发电机组产生的电压通过升压变压器，使电压升高，通过输电线向外输送到用户时使用降压变压器使电压降低． 1．采用高压输电的原因 线路中的电阻是要消耗电能的，电阻越大，流过的电流越大，线路中的损耗就越多，根据功率公式P损＝I2R可知，减小线路上功率损失的方法有两个途径： 第一，减小输电导线上的电阻R.根据R＝ρ知，在实际输电线路中，输电导线的长度不能减小，可以用电阻率ρ小的导体材料，像铜和铝等．金、银属贵重金属，做输电导线不现实，但在大规模集成电路里是要用这种金属导体的，最后一点是增大导体的横截面积，这又给架线工作带来困难，同时也会耗费大量的金属材料． 第二，减小输电电流I.根据公式I＝. )2R可以推算，输电线上的功率损失将降为原来的知，要减小电流，不能以减小输送功率为代价，在输送功率一定、输电线电阻一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，根据公式P损＝( 根据以上分析，采用高电压输电是减小输电线上功率损耗最有效、最经济的措施． 2．远距离输电过程的示意图(如图4­3­1所示) 图4­3­1 理想变压器P1＝P2，P3＝P4，P2－P3＝P耗． 1．远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330 kV高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是(　　) A．可节省输电线的铜材料 B．可根据需要调节交流电的频率 C．可减少输电线上的能量损失 D．可加快输电的速度 【解析】　由P＝IU得I＝，当输送功率P一定，采用高压输电，U变大时I减小，输电线中的电流就减小，由P损＝I2R得，在距离一定时，输电线电阻越小，损耗越少，但铜价高，且密度大，架线成本太高，一般不用，减小电流可以减少输电线上的能量损失，故选项C正确，交流电的频率是固定的，不需调节，输电的速度不会由于电压升高而变快，故选项B、D不正确． 【答案】　C 2．(多选)远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高到原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是(　　) 【导学号：18152090】 A．输电线上的功率损失是原来的 B．输电线上的功率损失是原来的 C．输电线上的电压损失是原来的 D．输电线上的电压损失是原来的 【解析】　当输电电压升高为原来的n倍时，输电电流减小为原来的，故B、C正确． ；因输电线上的电压损失U损＝IR，所以电压损失是原来的，输电线上损失的功率为P损＝I2R，所以输电线上的功率损失降低到原来的 【答案】　BC 3．(多选)某电站向远处输送一定功率的电能，则下列说法中正确的是(　　) A．输电线不变，将送电电压升高到原来的10倍时，输电线损耗的功率减为原来的 B．输电线不变，将送电电压升高到原来的10倍时，输电线损耗的功率减为原来的 C．送电电压不变，将输电线的电阻减半时，输电线损耗的功率减为原来的一半 D．送电电压不变，将输电线的电阻减半时，输电线损耗的功率增为原来的4倍 【解析】　输电线上功率损失P